Silvana Júnia Roriz [1]

Bárbara Josaphat da Mata [2]

Bruna Lilian Severino Carvalho [2]

Caio Vani Siqueira [3]

Fabiane Gonçalves Nane de Faria [2]

Fernanda Braga Silva [2]

Higor Matas Mena Barreto [2]

Hillary Geordana Vieira Alves [2]

Joyce Franciele Marques de Oliveira [2]
.

RESUMO: A amputação é a retirada total ou parcial de um membro por diversas causas. Apesar de ser considerado um procedimento salvador, gera declínio funcional e afeta a qualidade de vida das pessoas amputadas. Visando desenvolver a função e melhorar a qualidade de vida, a fisioterapia busca adaptar próteses e treinar os indivíduos amputados para serem independentes. A reabilitação virtual é uma tendência atual que pode auxiliar profissionais e pacientes nesta tarefa. A criação de um jogo específico para amputados pode tornar mais rápido e mais eficiente o processo de adaptação protética. Este projeto tem por objetivo desenvolver um jogo simulado para reabilitação de amputados de membros inferiores compatíveis com dispositivo console do X-BOX por meio de uma parceria entre os cursos de Fisioterapia e Sistemas de Informação do Centro Universitário Newton Paiva. O jogo foi desenvolvido com a intenção de capturar os movimentos do usuário e suas posições durante uma passada e comparar com uma base de dados de posições ideais a serem executadas durante a marcha. Espera-se que com este jogo os índices de reabilitação, funcionalidade e inclusão com a reabilitação virtual sejam mais elevados do que os alcançados por meio da reabilitação tradicional auxiliando muitas pessoas a adquirirem autonomia, independência e uma melhor qualidade de vida.

PALAVRAS-CHAVE: amputação, reabilitação, jogos virtuais.

ABSTRACT: An amputation is a total or partial removal of a limb, for various reasons. Despite being considered a saving procedure, it generates functional decline and affects the quality of life of the amputees. To develop the operation and the quality of life, physiotherapy seeks to adapt the prostheses and train the amputees to make them independent. Virtual rehabilitation is a current trend that can assist professionals and patients in this task. The creation of a specific game for amputees can make the process of prosthetic adaptation faster and more efficient. This project aims to develop a simulated game for rehabilitation of lower limb amputees compatible with the X-BOX console device through a partnership between the courses of Physiotherapy and Information Systems, from Newton Paiva University Center. The game developed captures the user’s movements and their positions during a step and compares them with a database of ideal positions to be executed during the march. It is expected that with this game rehabilitation, functionality and inclusion rates with virtual rehabilitation become higher than those achieved through traditional rehabilitation helping many people to gain autonomy, independence and a better quality of life.

KEYWORDS: amputation, rehabilitation, virtual games.

1 INTRODUÇÃO

A fisioterapia tem por objetivo desenvolver ações em todos os níveis de atenção à saúde funcional: prevenção, promoção, proteção e reabilitação da saúde, tanto em nível individual quanto coletivo, objetivando a reintrodução do indivíduo no seu contexto social antes vivido, ou o mais próximo possível. É de competência do fisioterapeuta avaliar, sistematizar e decidir as condutas mais adequadas, baseadas em evidências científicas, buscando uma melhor maneira de restaurar a funcionalidade do indivíduo, considerando-o como um ser global (COFFITO, Decreto 9.640/84, Lei 8.856/94).

O fisioterapeuta possui o domínio de diversas técnicas e recursos para o manejo do seu tratamento, e, dentre tantas opções, a reabilitação virtual é, atualmente, uma tendência, pois proporciona uma forma lúdica e interativa à reabilitação funcional.

O ambiente virtual promove a interação do paciente por meio de jogos, através dos movimentos causando reações de equilíbrio proporcionadas pela sensação de experimentar uma realidade diferente. Os jogos eletrônicos desenvolvem habilidades como a memória, atenção e raciocínio, desta forma, deixaram de fazer parte apenas do lazer infantil e, hoje, são considerados importantes ferramentas no processo de aprendizagem abstrata, no treinamento de tarefas específicas e na avaliação de desempenho (SANTOS, 2010).

Atualmente, os videogames que utilizam interação física entre usuário e mundo virtual são chamados de “Exergames”, jogos que, ao mesmo tempo, são uma forma de exercício. Segundo Morais et al. (2005), podemos definir várias classificações para os jogos levando em consideração um aspecto discriminante para diferenciar os grupos, como os objetivos, enredo, faixa etária e gênero, evidenciando, desta forma, aquelas que dão ênfase ao elemento mais relevante, que é o objetivo do jogo.

Além de proporcionar uma reabilitação interativa e diferente, os jogos e tecnologias mudaram a forma do paciente enxergar as sessões tradicionais, em que o terapeuta só realiza tarefas, e deixa o paciente mais ‘’inteirado’’ com o tratamento proposto (DIAS; SAMPAIO; TADDEO, 2009).

A reabilitação virtual vem sendo pesquisada por diversos autores em programas voltados para diferentes tipos de diagnóstico, tais como a reabilitação neurológica, ortopédica, traumatológica e outras. Através de um estudo, González-Fernández et al. (2010) comprovaram que indivíduos com lesão no sistema nervoso central, usando como objetivo de treinamento uma plataforma do Nintendo Wii, obtiveram resultados promissores no equilíbrio. Como esta, outras abordagens estão sendo realizadas por meio da reabilitação virtual, e estão sendo bem-sucedidas. Sendo assim, realizar a reabilitação de amputados transtibiais pelo ambiente virtual é um desafio.

A amputação é definida como a retirada total ou parcial de um membro. A amputação transtibial é o tipo de amputação mais frequente e, apesar de desenvolver transtornos motores e psicológicos, é considerada um bom nível de amputação, favorecendo a reabilitação e a indicação de próteses, mesmo assim, gera dificuldades importantes de locomoção e interação social (BOTH et al., 2011; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2013; MONTEIRO JÚNIOR et al., 2011).

Diante do exposto, e com base nos benefícios da fisioterapia, este estudo objetivou a criação de um jogo de simulação para treinar e adaptar a marcha de amputados de membros inferiores (MMII) transtibial por meio dessa metodologia de modo que o indivíduo realize sua adaptação protética de forma independente como um treinamento complementar.

2 METODOLOGIA

Trata-se de um estudo experimental realizado por alunos dos cursos de Fisioterapia e Sistemas de Informação do Centro Universitário Newton Paiva. O mesmo foi aprovado pelo Comitê de Ética em pesquisa do centro Universitário Newton Paiva, sob o parecer nº: 2.133.656 de 22/06/2017.

2.1 Identificação das demandas dos amputados

Na primeira etapa de desenvolvimento do estudo, foram realizadas reuniões entre os alunos dos dois cursos e professores para discutirem as necessidades biomecânicas dos amputados de membros inferiores e que precisariam ser contempladas pelo jogo. Nessa etapa, buscas nas bases de dados Scielo, Pubmed e Lilacs foram realizadas a fim de encontrar estudos semelhantes que servissem de base para a identificação de demandas próprias dos amputados.

2.2 Planejamento inicial a partir da marcha normal

Na segunda fase do projeto, foi iniciada a criação do jogo para o console. Foram elaborados vídeos e slides demonstrativos com todas as fases do ciclo da marcha normal (contato inicial, a resposta à carga, o apoio médio, apoio terminal, pré-balanço, balanço inicial, balanço médio e balanço terminal) com o objetivo de auxiliar na identificação das necessidades do amputado que deveriam ser contempladas no jogo.

2.3 O Jogo

Focando na área de jogos, a empresa Microsoft construiu o Kinect, um sensor de movimento. O sensor capta os movimentos e comando de voz dos usuários que são tratados de forma interativa, executando ações ou comandos em conjunto com uma interface. O sensor oferece recursos como: emissão de luz infravermelho, sensor Red, Green e Blue (RGB), sensor infravermelho, eixo motorizado e microfones (ZHANG, 2012).

Em 2011, a Microsoft disponibilizou gratuitamente um kit de desenvolvimento de software (SDK), permitindo que desenvolvedores possam criar aplicações que comunicam com hardware Kinect.
Utilizou-se o Visual Studio (ferramenta de desenvolvimento da Microsoft) para criar uma aplicação do tipo Windows Presentation Foundation (WPF) e uma biblioteca de classe. O WPF é um conjunto de recursos que compõe o Microsoft.NET Framework que permite a criação de interfaces personalizadas. Na biblioteca de classes, são programadas as configurações da utilização do Kinect, como os movimentos e gestos que podem ser utilizados dentro da aplicação WPF (MSDN Microsoft, 2017).

Foi utilizado também o livro “Microsoft Kinect – Criando aplicações interativas com o Microsoft Kinect” (CARDOSO, 2013) como base para criar toda a aplicação. Este ensina de forma simplificada cada passo para desenvolver o jogo e descreve as principais funções do Kinect:

• Acelerômetro: sensor para medir a aceleração de um objeto realiza medidas com base em três dimensões.
• Eixo motorizado: peça do Kinect que altera o ângulo de elevação do hardware.
• Fluxo de cor: configurações de cores utilizando o formato RGB.
  Fluxo de profundidade: configurações para detectar usuários e suas distâncias.
• Esqueleto do usuário: é a identificação do usuário transformando cada parte do seu corpo em objetos que podem ser utilizados para a interação.
• Microfones: detectam comandos de voz para interação do usuário.

A aplicação foi desenvolvida com a intenção de capturar os movimentos do usuário e suas posições durante uma passada e comparar com uma base de dados de posições ideais a serem executadas durante a marcha. A partir de um vídeo demonstrativo, o usuário visualiza o movimento que deve ser executado e executa-o da forma como consegue. Nesse momento o jogo verifica se o movimento foi realizado corretamente e o que precisa ser melhorado.

Figura 1 – Tela inicial do jogo digital.

Todas as funcionalidades do jogo digital são acessadas por meio de movimentos manuais permitindo a escolha dos itens sem a necessidade de controles, além da própria captura da câmera do Kinect para reconhecimento do usuário, sendo possível, também, a visualização do seu esqueleto que é captado pelo hardware.

 

Figura 2 – Jogo digital em andamento.

 

3 CONCLUSÕES

Foi desenvolvido um jogo digital de reabilitação, compatível com as necessidades dos amputados de membros inferiores, simples de ser utilizado e que pode ser utilizado em clínicas e unidades de saúde para reabilitação.

No âmbito acadêmico, o desenvolvimento deste trabalho contribuiu positivamente para o aprendizado de novas tecnologias pelos envolvidos e auxiliou a formação de alunos conscientes de seu papel transformador na sociedade que se preocupam com a qualidade de vida e a dignidade humana.

Para o desenvolvimento do jogo houve dificuldades de encontrar trabalhos relacionados ao tema e material de apoio para entendimento da marcha do amputado que pudessem ser utilizados como fonte de informação.

Conclui-se, que o jogo desenvolvido necessita passar por revisões para se tornar uma ferramenta distribuível, porém, no final de 2017, a Microsoft anunciou a descontinuidade do Kinect. Dessa forma, trabalhos futuros nesta área serão possíveis a partir da utilização de outras plataformas podendo contribuir para a melhoria deste projeto inicial.

Espera-se, que este jogo possa ser uma ferramenta de reabilitação que possibilite amputados de membros inferiores adquirirem autonomia, independência e melhor qualidade de vida. Espera-se, ainda, que os índices de reabilitação, funcionalidade e inclusão com a reabilitação virtual sejam mais elevados do que os alcançados por meio da reabilitação tradicional.

REFERÊNCIAS

BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Atenção à Saúde. Departamento de Ações Programáticas Estratégicas. Diretrizes de atenção à pessoa amputada / Ministério da Saúde, Secretaria de Atenção à Saúde, Departamento de Ações Programáticas Estratégicas. 1. ed. 1. reimp. – Brasília: Ministério da Saúde, 2013.

BOTH, J.E.; BADKE, M.R.; DAANDEL, S. N.; HEPP, D.R.; SANTOS, A.M. Acompanhamento de paciente com amputação de membro superior: um estudo de caso. Revista Contexto & Saúde, v.10, n.20, p.611-615, jan/jun 2011.

Cardoso, G.S. Microsoft Kinect: criando aplicações interativas com o Microsoft Kinect. São Paulo: Casa do Código, 2013. 188p.

Dias, R.S.; Sampaio, I.L.A.; Taddeo, L.S. Fisioterapia x wii: a introdução do lúdico no processo de Reabilitação de pacientes em tratamento fisioterápico. In: Brazilian Symposium on Games and Digital Entertainment, 8, 2009, Rio de Janeiro. Anais… Rio de Janeiro: SB Games, 2009. p. 34-37.

Resoluções do COFFITO. Decreto 9.640/84, Lei 8.856/94.

Gonzalez-Fernandez, M.; Gil-Gomez, J.A.; Alcaniz, M.; Noe, E.; Colomer, C. eBaViR, easy balance virtual rehabilitation system: a study with patients. Stud Health Technol Inform, v.154, p. 61-6, 2010.

Junior MONTEIRO, R.S.; Carvalho, R.J.P.; Silva, E.B.; Bastos, F.G. Efeito da Reabilitação em Diferentes Tipos de Tratamento. Revista Brasileira de Ciências da Saúde, v.9, n.29, p.56-63, 2011.

MSDN Microsoft. Introdução ao WPF. Disponível em: https://msdn.microsoft.com/pt-br/library/aa970268(v=vs.100).aspx. Acesso em: 20 nov. 2017

Morais, A.M.; Sousa, A.S.; Machado, L.S.; Moraes, R.M. Tomada de Decisão aplicada à Inteligência Artificial em Serious Games voltados para Saúde. Labor Tecn Ensin Virt e Estat.,v.1, n.11, p.1-11, 2005.

Santos, F.V. Vídeo games na saúde e reabilitação. São Paulo: Schoba, 2010. 96p.

Tech Tudo. Microsoft anuncia que não irá mais fabricar o acessório Kinect. Disponível em: < https://www.techtudo.com.br/noticias/2017/10/microsoft-anuncia-que-nao-ira-mais-fabricar-o-acessorio-kinect.ghtml>. Acesso em: 10 dez. 2017.

Zhang, Z. Microsoft Kinect Sensor and Its Effect. IEEE Multimedia – IEEEMM. 19. 4-10. 10.1109/MMUL.2012.

Notas

[1] Fisioterapeuta: Mestre em Ciências da Saúde UFMG; Docente do Curso de Fisioterapia do Centro Universitário Newton Paiva

[2] Discente do Curso de Fisioterapia do Centro Universitário Newton Paiva

[3] Discente do Curso de Sistemas de Informação do Centro Universitário Newton Paiva E-mail de contato: silvana.roriz@newtonpaiva.br